生物质气化过程模拟研究

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随着常规能源的日益枯竭和环境问题的日益严重,生物质能因其产量大、易储存和清洁性等众多优点,成为最有发展前景的可再生能源。本文基于ASPEN PLUS软件建立了生物质气化过程模型,并对其进行了验证,分别分析了生物质原料和不同气化剂下影响参数对气化结果的影响;结论如下:(1)通过对比三种原料,木屑气化效果最好,在当量比为0.25时木屑和棉花秸秆气化效率均达到最大值,分别为75.6%和71.7%,在当量比为0.3时稻壳的气化效率达到最大值为74.7%。(2)三种气化剂下,当量比、气化剂温度和氧化钙的通入量增大有利于气体效率的提高。空气为气化剂时,气化热值在当量比为0.25时达到最大值5.2MJ/m3,气化效率在当量比为0.3时达到最大值73.4%;氧气为气化剂时,气化热值在当量比为0.25时达到最大值10.23MJ/m3,气化效率在当量比为0.3时达到最大值79.8%;空气-水蒸气为气化剂时,在水蒸气与生物质比值为0.9不变的情况下,在当量比为0.2时气化效率达到最大值。空气为气化剂时,最佳温度在300~500℃,氧气和空气-水蒸气为气化剂时,随着气化剂温度的增加,气体热值和气化效率都随之增大。空气为气化剂时,氧化钙与生物质质量比的最佳比值范围为0.2~0.4,氧气为气化剂时,氧化钙与生物质质量比的最佳比值范围为0.1~0.3;空气-水蒸气为气化剂时,氧化钙与生物质之比增加,气化性能提高。(3)氧气为气化剂时,CO产量最高,气体热值最高,气体产率最低;空气为气化剂时气体热值最低,气化效率最低;空气-水蒸气为气化剂时CO产量最低,H2和CH4产量最高,气体产率最高,气化效率最高。
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